数控车床的编程必须严格遵守相关标准,数控编程是一项非常严谨的工作,首先必须掌握一些基础知识,才能学习编程方法,编写正确的程序。
1、数控车床的坐标系与运动方向(一)建立坐标系的基本原则
1.始终假设工件静止不动,而刀具相对于工件移动。
2、坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示,大拇指指向X轴正方向,食指指向Y轴正方向,中指指向Z轴正方向。在确定X、Y、Z坐标的基础上,根据右手螺旋定则,就可以轻松确定A、B、C三个旋转坐标的方向。
3、Z坐标的运动由传递切削动力的主轴决定,与主轴轴线平行的坐标轴为Z轴,X轴为水平方向,与工件装夹面平行,与Z轴垂直。
4、刀具离开工件的方向定义为坐标轴正方向。
根据以上原理,当车床为前刀架时,X轴向前指向操作者,如图1-29所示;当车床为后刀架时,X轴向后指向操作者。
(二)机床坐标系
机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立的ZOX轴直角坐标系。
1. 机器起源
机床原点(也称机械原点)是机床坐标系的原点,是机床上的一个固定点,其位置由机床设计制造单位确定,通常不允许用户更改。数控车床的机床原点一般为主轴旋转中心与卡盘后端面的交点,如图1-31所示。
2.机床参考点
机床参考点也是机床上的一个固定点,用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置,其主要作用是定位机床坐标系。因为如果每次开机时系统都将当前位置设置为(0,0),无论刀架停留在何处,都会造成基准不一致。
数控车床开机后,首先要进行回参考点(也叫回零点)操作。机床通电后,在回参考点前,无论刀架在什么位置,CRT上显示的Z、X的坐标值都是0。只有回参考点操作完成后,刀架移动到机床参考点,CRT上才显示刀架参考点在机床坐标系中的坐标值,这才意味着机床坐标系建立起来了。
(三)工件坐标系
在数控车床上加工时,工件可以用卡盘夹紧在机床坐标系的任意位置。这就给在机床坐标系中编程带来很大的不便。因此,程序员在编写零件加工程序时通常要选定一个工件坐标系,也称编程坐标系。程序中的坐标值都是以工件坐标系为基准的。
工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定,一般设定在图纸的设计基准或工艺基准处。根据数控车床的特点,工件坐标系原点通常设定在工件左右端面的中心或卡盘前端面的中心。
2.数控车床加工程序结构及格式 (一)程序段结构
一个完整的程序一般由程序名、程序内容、程序结束三部分组成。
1. 项目名称
FANUC系统的程序名为O××××。××××为四位正整数,取值范围为0000~9999。例如O2255。程序名一般要求单列,不要求段号。
2. 程序的主题。
程序主体由若干个程序段组成,程序段代表数控机床所需要完成的全部动作。每个程序段由一条或多条指令组成,每个程序段一般占一行,以“;”作为每个程序段的结束代码。
3.程序结束指令。
程序结束指令可以为M02或者M30,一般要求单段。
(二)程序段格式
最常用的格式是变量程序段格式,每个程序段由若干个地址字组成,地址字由代表地址字的英文字母、特殊字符和数字组成,见表1-2。
例如:N50 G01 X30.0 Z40.0 F100
阐明:
1、N××为程序段号,用地址符号N加上后面几位数字来表示。
在程序中,段号仅作为“跳转”或“程序查找”的目标位置指示,因此,其大小和顺序可以颠倒或省略。程序段按在内存中输入的顺序排列,程序的执行严格按照内存中信息的顺序逐段执行,即执行顺序与段号无关。但省略段号时,该段不能作为“跳转”或“程序查找”的目标段。
2、程序段的中间部分是程序段的内容,主要有准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等。但并不是所有的程序段都必须包含这些功能字,有时一个程序段可能只包含一个或几个功能字。以下的程序段都是正确的程序段。
N10 G01 X100.0 F100;
N80 M05;
3、程序段号也可由数控系统自动生成,程序段号的增量可通过“机床参数”设置,一般可设置增量值为10,以方便修改程序时进行“插入”操作。
3.数控车床编程指令系统
该系统是目前我国数控机床上广泛应用的数控系统,其常用的功能指令分为三类:准备功能指令、辅助功能指令和其他功能指令。
1. 准备功能说明
常用的准备功能指令如表1-3所示
表1-3 FANUC系统常用准备功能列表
注:①带▲的为默认启动命令。
②00组G代码均为非模态指令。
③ 在同一程序段中可以指定不同组的G 代码,如果在同一程序段中指定了同一组的G 代码,则最后指定的G 代码有效。
④G代码以组号显示,表中未列出的功能指令请参考相关厂家的编程说明。
2.辅助功能说明
FANUC系统常用辅助功能指令如表1-4所示
表1-4 常用M指令一览表
3.其他功能说明
其他常用的功能指令还有刀具功能指令、主轴转速功能指令、进给功能指令等,这些功能指令的应用对于简化编程有很大的帮助,将在后面的内容中详细介绍。